專利名稱：墨水噴頭與形成此墨水噴頭的方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種墨水噴頭以及形成此墨水噴頭的方法，可精準涂布 墨水于畫素區(qū)域，以供制作液晶顯示器的面板。
背景技術：
液晶顯示器(Liquid Crystal Display, LCD)廣泛應用于電視、監(jiān)視 器、筆記本電腦或移動電話等各種電子產品上。強烈的市場需求帶動之下， 液晶面板漸漸朝大型化的趨勢發(fā)展，業(yè)者的制造難度與成本逐漸增高。由 于市場競爭越演越烈，價格成為消費者購買時的考慮要件之一，因此，為 了同時達成大型化與低成本的目標，針對液晶面板零組件生產技術上的革 新日益重要。其中，占液晶面板相當大一部份成本的彩色濾光片的制程技 術，成為面板制造業(yè)者與相關廠商投注研發(fā)的重點之一。
紅綠藍(RGB)三原色的光阻涂布為制作彩色濾光片的重要步驟之一，噴
墨印刷法為目前新興應用的光阻涂布技術，可一次完成三原色涂布，且不 需要以往復雜的微影制程。由于噴墨印刷法具有制程簡化、減少材料成本 與提升生產效率的諸多優(yōu)點，漸漸成為主流制程。然而，以噴墨印刷方法 進行光阻涂布仍有待克服的缺失。例如，當畫素越多，彩色濾光片上每個 畫素區(qū)域越小，若噴墨的墨滴無法準確噴入預定的畫素區(qū)域，而落入其它 畫素區(qū)域，將產生混色的缺陷。因此，采用噴墨印刷法時，精準控制墨滴 的定位與墨滴的體積大小，是進行彩色濾光片制程的關鍵技術之一。而噴 墨印刷所采用的已知噴墨頭，由于其流道容易有光阻或印刷物質的殘留， 會影響噴墨量的穩(wěn)定度、噴墨質量與噴頭壽命等等，進而影響上述的精準
度甚巨。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種墨水噴頭，具有較長的使用壽命，且可避 免于噴頭內的墨水累積而產生殘留物。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種墨水噴頭以及形成此墨水噴頭的方 法，可提供較佳的噴墨精準度。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的， 一種墨水噴頭，供向外噴出一墨水，該 墨水噴頭包含 一墨水槽； 一流道單元， 一端接通于該墨水槽，該流道單 元具有一流道內壁面，該流道內壁面上形成一液體疏離層，且該液體疏離 層的一液體接觸角大于90。； 一噴出單元，形成于該流道單元的另一端。
本發(fā)明的目的還可以這樣實現(xiàn)， 一種形成具液體疏離層的墨水噴頭的方 法，該墨水噴頭供向外噴出一墨水，該方法包含形成一墨水槽；形成一流 道單元， 一端接通于該墨水槽，該流道單元具有一流道內壁面；形成一液體 疏離層于該流道內壁面，其中該液體疏離層的一液體接觸角大于90。；形成 一噴出單元連通該流道單元的另一端。
本發(fā)明的墨水噴頭以及形成此墨水噴頭的方法，應用于彩色濾光片的 噴墨印刷法，此墨水噴頭可避免光阻等物質累積而產生殘留物，以提供較 佳的噴墨精準度，且本發(fā)明的墨水噴頭具有較長的使用壽命。


圖1為本發(fā)明實施例的墨水噴頭立體示意圖;
圖2為墨水噴頭內部局部示意圖3為墨水噴頭的噴出單元的分布示意圖；圖5為液體與液體疏離層的液體接觸角示意圖6為本發(fā)明形成墨水噴頭的流程圖。
附圖標號
10 墨水噴頭
12 墨水注入孔
100液體疏離層
20 墨水槽 201墨水內壁面
30 流道單元 301流道內壁面
40 噴出單元 401噴出單元內壁面
60 噴孔片 Be液體接觸角
具體實施例方式
本發(fā)明提供一種墨水噴頭以及形成此墨水噴頭的方法，應用于彩色濾 光片的噴墨印刷法，此墨水噴頭可避免光阻等物質累積而產生殘留物，以 提供較佳的噴墨精準度，且本發(fā)明的墨水噴頭具有較長的使用壽命。
圖1為本發(fā)明一實施例的墨水噴頭10的立體示意圖。圖示中，墨水噴 頭IO上具有墨水注入孔12，箭頭示意墨水的流動路徑。墨水自墨水注入孔 12進入墨水噴頭10內以后，自中央沿不同流道往兩側流動，各墨水流動路 徑有對應的出口。圖2為墨水噴頭10內部的局部結構圖。墨水噴頭10具 有多個流道單元30與多個對應的噴出單元40(請先行參閱圖3所示)，噴孔 片60對應地設置于噴出單元40下方。流道單元30較佳為渠狀溝槽，可供 墨水流通。本實施例的流道單元30均各自獨立且分成兩側設置，同一側的
流道單元30平行間隔地排列，而不同側的流道單元30則錯位設置。噴出 單元40實際上為形成于每個流道單元30的底部上的開孔，使墨水流出于 流道單元30。圖3所示為墨水噴頭10對應于流道單元30底部外的噴出單 元40的分布示意圖。由此圖可見，本例的多個噴出單元40之間呈一直線 排列，然而，噴出單元40也可能有其它排列方式，本例的實施方式非用于 限制本發(fā)明的范疇。此外，本發(fā)明墨水噴頭IO所應用的噴墨裝置中，在墨 水噴頭10下方設置有噴孔片60(如圖l所示)，其表面分布多個孔洞，每個 孔洞對應每個噴出單元40設置。
圖4為圖2的墨水噴頭IO于切線A-A'的剖視圖。由圖可見墨水噴頭 10內部的墨水槽20、流道單元30、噴出單元40及噴孔片60的剖面結構。 墨水噴頭10的外殼體包圍形成的容納空間分別構成墨水槽20以及流道單 元30。墨水槽20為位于墨水注入孔12對應之處以及流道單元30上方的腔 體，流道單元30為互相間隔的通道(如圖2所示)。墨水槽20與流道單元 30的一端接通，噴出單元40與流道單元30的另一端接通。噴出單元40形 成于流道單元30的底部。本發(fā)明所應用的墨水物質是自墨水注入孔12注 入墨水槽20內，墨水流經流道單元30并由底部的噴出單元40，并經噴孔 片60噴出于墨水噴頭IO外。請同時參考圖2與圖4，流道單元30實質上 由流道內壁面301包圍而成。如圖4所示，流道內壁面301其上形成一層 液體疏離層IOO與流經的墨水接觸。本發(fā)明的墨水槽20、流道單元30以及 噴出單元40的材質一般而言為金屬材質，如不銹鋼；然而，也可以不具金 屬的含碳材質構成本發(fā)明的墨水噴頭。
一實施例中，液體疏離層100為疏油性的材質，較佳以涂布或濺鍍的 方式覆蓋于流道內壁面301上。請見圖5，液體疏離層100與油性液體之間 具有一液體接觸角0c。此處的接觸角的定義為此液體表面切線與一固體表 面接觸時所夾的角度，且為靠近液體一側的夾角。若液體表面與固體表面 的夾角越大，表示液體的內作用力相對于液體與固體表面的作用力越大。此例中，如圖5所示，具疏油性的液體疏離層100與油性液體的液體接觸 角6c—般而言是大于90。。以此例而言，油性液體在具有液體疏離層100 的流道內壁面301上傾向聚合為水滴狀，而非攤平于流道內壁面301上。 本實施例液體疏離層100所采用的疏油性材質較佳為具高極性的化學材質， 例如氟化物，常見者例如為鐵氟龍(Teflon)，其分子間的碳氟鍵結力很強。 此例中是將鐵氟龍涂布于流道內壁面上。另一例子中，則以常壓等離子 (atmospheric pressure plasma)表面處理技術將四氟化碳(CF4)濺鍍于非
金屬材質的流道內壁面上，作為液體疏離層ioo。
另一實施例中，液體疏離層100可為疏水性材質，可以涂布或其它方 式覆蓋于流道內壁面301上。本實施例的液體疏離層100與水性液體的液 體接觸角0c —般而言大于90° 。類似于上述實施例，以此例而言，水性 液體在具有液體疏離層100的流道內壁面301上傾向聚合為水滴狀，而非 攤平于流道內壁面301上。本實施例所采用的疏水性材質為一般而言為不 具有極性或極性較低的化學材質，例如聚酯/聚丙烯/聚丙烯睛，常見的材 質為聚丙烯(PET)，此材質與水性液體(例如水)之間無法產生氫鍵，水性液 體會排斥此材質并且本身產生氫鍵連結，因此水性液體在此材質的表面上 會聚合成水滴狀。
進一步來說，如圖4所示，本實施例中的墨水噴頭10的墨水槽20具 有墨水槽內壁面201，噴出單元40具有噴出單元內壁面401。墨水槽內壁 面201以及噴出單元內壁面401其上也形成液體疏離層100。墨水槽內壁面 201與噴出單元內壁面401上的液體疏離層100的液體接觸角0 c大于一特 定角度。簡言之，若本發(fā)明的墨水噴頭IO供油性液體(墨水)使用，則墨水 槽內壁面201與噴出單元內壁面401上形成的液體疏離層100為疏油性材 質，其與油性液體的接觸角9c 一般而言大于90° 。若本發(fā)明的墨水噴頭 10供水性液體(墨水)使用，則墨水槽內壁面201與噴出單元內壁面401上 形成的液體疏離層100為疏水性材質，其與水性液體的接觸角一般而言大
于90° 。然而，其它實施例中，墨水槽內壁面以及噴出單元內壁面也可能 不具有液體疏離層，端視不同需求而可加以改變。
另一實施例中，本發(fā)明的墨水噴頭10的流道單元30的流道內壁面301 上形成拋光研磨層。換言之，本例以研磨形成的拋光研磨層作為液體疏離 層。拋光研磨層的粗糙度較佳小于40微米(um)。表面粗糙度越小，代表 此表面越光滑。具有越光滑的拋光研磨層的流道內壁面301越不易與外界 物質產生沾黏。 一般而言，此拋光研磨層的形成是于流道內壁面301上進 行物理性、化學性或其它方式的拋光研磨的程序，使得流道內壁面301的 粗糙度變小。不同實施例中，更可于流道內壁面301上形成拋光研磨層之 后，于拋光研磨層上進一步涂布液體疏離層100,意即對墨水噴頭分別進行 拋光研磨與涂布(或濺鍍)，以達成更佳的疏墨效果。
圖6所示為形成本發(fā)明的墨水噴頭的方法的流程圖。如圖6所示，首 先進行步驟1001，形成一墨水槽以容納墨水，形成流道單元一端接通墨水 槽，供墨水流通。實際上，墨水噴頭具有的外殼體包圍形成的容納空間分 別構成墨水槽以及流道單元，且此步驟所形成的流道單元具有流道內壁面。 接著，進行步驟1003，在流道內壁面上形成液體疏離層。 一般而言，此步 驟較佳以涂布或濺鍍的方式將液體疏離層形成于流道內壁面上。
一實施例中，形成液體疏離層的步驟1003是以疏油性材質形成此液體 疏離層。此實施例的液體疏離層相對于油性液體的液體接觸角一般而言是 大于90°即可。疏油性材質較佳為具有高極性的化學材質。常用的疏油性 材質例如為氟化物，常見者例如為鐵氟龍(Teflon),其分子間的碳氟鍵結 力很強。然而，其它種類的疏油性材質也可被采用。另一實施例中，形成 液體疏離層的步驟1003是以疏水性材質涂布于流道內壁面以形成此液體疏 離層。此實施例液體疏離層相對于水性液體的液體接觸角一般而言是大于 90° 。疏水性材質為不具有極性或極性較低的化學材質，例如聚酯/聚丙烯 /聚丙烯睛，常見的材質為聚丙烯(PET)。
進一步而言，本實施例形成墨水噴頭的步驟更包括步驟1002，于流道 內壁面進行拋光研磨的程序，使得流道內壁面的粗糙度變小，較佳小于40 微米"m)。拋光研磨后的流道內壁面形成拋光研磨層，此實施例中，是首 先在流道內壁面上形成拋光研磨層之后，于拋光研磨層上進一步涂布液體 疏離層，其是分別進行拋光研磨與涂布(或濺鍍)，以達成更佳的疏墨效果。 然而，另一實施例中，步驟1003中包括形成拋光研磨層，而拋光研磨層是 作為液體疏離層。此外，本實施例形成墨水噴頭的方法另包括步驟1005， 于流道單元的另一端形成噴出單元，實際上，噴出單元為形成于流道單元 一端的開孔，以供墨水噴出。請注意的是，步驟1005與步驟1001、步驟 1003無絕對的執(zhí)行順序，例如，本實施例的步驟1005也可能于步驟1001 的前執(zhí)行或與步驟1001同時執(zhí)行。
如本發(fā)明以上實施例所述，本發(fā)明提供的墨水噴頭具有液體疏離層， 使其內部具有不易沾黏墨水等物質的特性，避免殘留物留于墨水噴頭內， 進而提供較佳的噴墨精準度以及較長的使用壽命。本發(fā)明已由上述相關實 施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發(fā)明的范例。必需指出的是， 已揭露的實施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，包含于申請專利范圍的 精神及范圍的修改及均等設置均包含于本發(fā)明的范圍內。
權利要求
1.一種墨水噴頭，供向外噴出一墨水，其特征在于該墨水噴頭包含一墨水槽；一流道單元，一端接通于該墨水槽，該流道單元具有一流道內壁面，該流道內壁面上形成一液體疏離層，且該液體疏離層的一液體接觸角大于90°；一噴出單元，形成于該流道單元的另一端。
2. 如權利要求1所述的墨水噴頭，其特征在于該液體疏離層具有一 疏油性材質。
3. 如權利要求2所述的墨水噴頭，其特征在于該液體疏離層的該疏 油性材質包括具極性的化學材質。
4. 如權利要求3所述的墨水噴頭，其特征在于該液體疏離層的該疏 油性材質包含氟化物。
5. 如權利要求1所述的墨水噴頭，其特征在于該液體疏離層具有一 疏水性材質。
6. 如權利要求1所述的墨水噴頭，其特征在于該流道內壁面的粗糙 度是小于40微米。
7. 如權利要求6所述的墨水噴頭，其特征在于該液體疏離層包括一 拋光研磨層。
8. 如權利要求1所述的墨水噴頭，其特征在于該墨水槽具有一墨水 槽內壁面，該墨水槽內壁面也形成該液體疏離層，其中該墨水槽內壁面的該液體疏離層的一液體接觸角大于90。。
9. 如權利要求8所述的墨水噴頭，其特征在于該液體疏離層具有一疏油性材質。
10. 如權利要求8所述的墨水噴頭，其特征在于該墨水槽內壁面的粗糙度是小于40微米。
11. 如權利要求8所述的墨水噴頭，其特征在于該液體疏離層具有一疏水性材質。
12. 如權利要求1所述的墨水噴頭，其特征在于該噴出單元具有一噴 出單元內壁面，該噴出單元內壁面也形成該液體疏離層，其中該噴出單元內壁面的該液體疏離層的一液體接觸角大于90。。
13. 如權利要求12所述的墨水噴頭，其特征在于該液體疏離層具有一疏油性材質。
14. 如權利要求12所述的墨水噴頭，其特征在于該液體疏離層具有一疏水性材質。
15. —種形成具液體疏離層的墨水噴頭的方法，該墨水噴頭供向外噴出一墨水，該方法包含 形成一墨水槽；形成一流道單元， 一端接通于該墨水槽，該流道單元具有一流道內壁面；形成一液體疏離層于該流道內壁面，其中該液體疏離層的一液體接觸角大于90° ;形成一噴出單元連通該流道單元的另一端。
16. 如權利要求15所述的方法，其特征在于形成該液體疏離層的步驟包括以一疏油性材質形成該液體疏離層。
17. 如權利要求16所述的方法，其特征在于形成該液體疏離層的步驟包括形成一含氟材質于該流道內壁面。
18. 如權利要求15所述的方法，其特征在于形成該液體疏離層的步驟包括以常壓等離子表面處理的方式于該流道內壁面形成該液體疏離層。
19. 如權利要求15所述的方法，其特征在于形成該液體疏離層的步驟包括以一疏水性材質形成該液體疏離層。
20.如權利要求15所述的方法，其特征在于形成該液體疏離層的步 驟包括拋光研磨該流道內壁面以形成該液體疏離層。
全文摘要
本發(fā)明的墨水噴頭包括墨水槽、流道單元以及噴出單元。流道單元的一端與墨水槽接通，另一端與噴出單元接通。墨水自墨水槽進入流道單元并由底部的噴出單元噴出。流道單元具有流道內壁面，其上形成一層液體疏離層與流經的墨水接觸。此液體疏離層與流經其上的液體的接觸角較佳地大于90°角。
文檔編號B41J2/14GK101357535SQ200810161
公開日2009年2月4日 申請日期2008年9月24日 優(yōu)先權日2008年9月24日
發(fā)明者李淑琴, 陳宗凱, 黃彥衡 申請人:友達光電股份有限公司